已知关于 x 的二次方程 ax2+bx+c=0(a,b,c∈R)有实数根.
(1)求证:min{a,b,c}⩽14(a+b+c);
(2)求证:max{a,b,c}⩾49(a+b+c).
分析与解 (1)情形一 min{a,b,c}⩽0.此时有a+b+c⩾3min{a,b,c}⩾4min{a,b,c}.
情形二 min{a,b,c}>0.此时 a,b,c>0,不妨设 a⩾c,则b2⩾4ac⩾4c2,于是 b⩾2c,因此a+b+c⩾a+2c+c⩾4c=4min{a,b,c}.综上所述,原命题得证.
(2)情形一 max{a,b,c}⩽0.此时有a+b+c⩽3max{a,b,c}⩽94max{a,b,c}.
情形二 max{a,b,c}>0 且 min{a,b,c}⩽0.此时有a+b+c⩽2max{a,b,c}+min{a,b,c}⩽2max{a,b,c}⩽94max{a,b,c}.
情形三 min{a,b,c}>0.此时 a,b,c>0,不妨设 a⩾c.
(i)若 a⩾b⩾c,则b2⩾4ac⩾4bc,于是 b⩾4c,从而a+b+c⩽94a=94max{a,b,c}.
(ii)若 b⩾4a⩾c,则a+b+c⩽94b=94max{a,b,c}.
(iii)若 4a>b⩾a⩾c,则a+b+c⩽a+b+b24a⩽b+54b=94max{a,b,c}.注意 a+b24a 是关于 a 的对勾函数,当 b4<a⩽b 时,最大值在 a=b 时取到.
(iv)若 a⩾c>b,则a+b+c⩽a+a+b24a<a+a+a4=94a=94max{a,b,c}.
综上所述,原命题得证.
注(1)中取等条件为 (a,b,c)=(a,2a,a),(2)中取等条件为 (a,b,c)=(a,4a,4a).